北疆引水干渠边坡生态恢复效果的调查与评价——以新疆克拉玛依市西干渠工程黄旗坝段为例

[目的]分析西干渠黄旗坝段边坡生态恢复效果,为调控植被演替速率和预期植被恢复效果提供依据。[方法]对渠道开挖造成的阴坡、阳坡和渠道边坡坡顶上的自然生境下对照样地的土壤、植被状况进行了调查和分析。[结果](1)经过生态恢复后的阴坡、阳坡植物的多度、盖度、均匀度指数Pielou、多样性指数Shannon-Wiener和丰富度指数Margalef均有所提高,阴坡高于阳坡,但仍低于自然生境下的水平。(2)在土壤氮、磷、钾养分特性方面,阴坡、阳坡的土壤氮、磷、钾养分均有所提高,但仍低于自然生境下的水平,呈现出自然生境阴坡阳坡的分布差异。(3)阴坡、阳坡经过生态恢复后植物群落指数仍偏低,群落演替仍处于灌草植物群落阶段。[结论]边坡生态恢复技术能改善西干渠地区边坡的土壤养分状况,促进边坡植被的生长,但鉴于西干渠地区特殊的环境条件,短时间内生态恢复措施效果尚不明显,需加大长期的修复力度。另外,北疆地区边坡生态恢复中植物的选择应以当地乡土植物为主。     

兰州市北山植被退化区植被恢复模式研究

应用植被恢复评价指标对兰州市北山地区不同植被恢复模式的总体质量进行了评价,结果表明,S值法是干旱区植被恢复模式筛选的有效方法。有补水条件造林区,水平台+鱼鳞穴+生态垫覆盖+人工灌木群落(柠条、侧柏、甘蒙柽柳、沙冬青)模式是植被退化区效果明显的恢复模式。无灌溉造林区,V形水平沟+鱼鳞坑+地膜覆盖+天然植物群落+红砂模式是阳坡(半阳坡、梁峁)地段最佳模式;鱼鳞坑+地膜覆盖+天然植物群落+红砂+柠条是阴坡(半阴坡)地段最佳模式;鱼鳞坑+天然植物群落+甘蒙柽柳是沟谷地段最佳模式。任何条件下,人工封育+天然植物群落都是效果明显的植被恢复模式。     

扶项高速公路边坡植被特征与稳定性比较

[目的]以生长8a的大广高速公路扶沟—项城段边坡植被(简称扶项高速)为研究对象,选择5种典型植物群落,进行群落稳定性测度,为营建高速公路可持续景观提供理论依据。[方法]通过实地调研获得植物群落和土壤数据,提取对植物群落稳定性影响较大的群落物种多样性、群落生物量、土壤水分、土壤养分4项指标共计15个评价因子,通过隶属函数法对其进行稳定性测度。[结果]黑麦草+白三叶+楝树群落的物种多样性指标、生物量指标和土壤水分指标最高,土壤养分指标最高的是鬼针草+黑麦草群落。5种植物群落稳定性排序为:黑麦草+白三叶+楝树群落鬼针草+黑麦草群落黑麦草+紫花苜蓿群落鬼针草+黑麦草+艾草群落小叶扶芳藤群落。[结论]通过对植物群落稳定性分析,得出楝树、黑麦草、白三叶、紫花苜蓿为扶项高速公路边坡可持续景观营建的首选植物,在植物配置时应丰富群落层次,推荐配置模式楝树/构树/椿树/刺槐+黑麦草+紫花苜蓿;楝树/构树/椿树/刺槐+紫穗槐+白三叶+黑麦草;楝树/构树/椿树/刺槐+紫穗槐+紫花苜蓿+黑麦草。     

黄土丘陵沟壑区沟坡典型植物群落生长特征

以纸坊沟小流域沟坡7个典型植物群落为调查对象,对其结构特征、物种多样性、盖度、地上生物量进行了系统研究。结果表明:Simpson多样性指数显示为沙棘赖草白羊草柠条苔草茭蒿铁杆蒿;Magarlef丰富度指数表现为草本群落灌木群落,阴坡群落阳坡群落;Pielou均匀度指数为灌木群落草本群落,阴坡群落阳坡群落。灌木群落地上生物量(1.53～5.85 kg/m~2)显著大于草本群落(0.17～0.41 kg/m~2),草本群落地上生物量大小排序为赖草铁杆蒿茭蒿白羊草苔草。植被盖度阴坡草本群落最大,灌木群落居中,阳坡蒿类草本群落最低。沟坡植物群落的Simpson多样性指数、Margalef丰富度指数略低于梁峁坡面的植物群落,Shannon-wiener多样性指数、草本群落地上生物量显著低于梁峁坡。研究成果对于明确黄土高原小流域植被生长特性、优化水土保持措施的空间配置具有重要的指导意义。     

吴旗柴沟流域植被物种多样性研究

为了解吴旗县植被自然恢复的基本过程及其物种多样性变化,对该县柴沟流域封禁多年的植物群落进行了研究,结果表明:柴沟流域植物种主要以猪毛蒿、达乌里胡枝子、赖草、铁杆蒿为主,阳坡的植被演替规律为猪毛蒿+狗尾草+华虫实→赖草+猪毛蒿(达乌里胡枝子、铁杆蒿、隐子草)→达乌里胡枝子+赖草(百里香、冷蒿、角蒿、铁杆蒿),阴坡植被恢复的演替规律为猪毛蒿(达乌里胡枝子、赖草)→铁杆蒿(冷蒿)。柴沟流域阴坡群落的物种丰富度、多样性、均匀度都较高,阳坡较低,混交林地的丰富度最大、均匀度最小。     

坡向与植物群落对水蚀风蚀交错带土壤有机碳氮的影响

以黄土高原北部水蚀风蚀交错带六道沟流域内的1个支沟为对象,通过植被调查和采样分析,研究了坡向和植物群落类型对土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)含量、碳氮比(C/N)和有机碳氮密度(SOCD、TND)的影响。结果表明:(1)坡向对0—20cm土壤SOC和TN含量及0—60cm C/N均有显著影响。SOC、TN含量及C/N分别表现为:半阴坡半阳坡沟头半阴坡半阳坡=沟头及半阳坡半阴坡≥沟头的趋势;(2)植物群落对0—10cm SOC和TN含量及0—20cm C/N均有显著影响。半阴坡分布的3种豆科群落达乌里胡枝子、紫花苜蓿及白花草木樨间土壤碳氮差异不显著,但均显著高于禾本科的长芒草群落;半阳坡分布的达乌里胡枝子和紫花苜蓿群落SOC和TN含量相当,均显著高于茵陈蒿群落(菊科)和长芒草群落;沟头的达乌里胡枝子群落SOC、TN显著高于长芒草。豆科草本植物更有利于促进土壤碳氮的积累;(3)坡向主要影响表层0—20cm SOCD和TND,其对60cm剖面SOCD和TND贡献率分别为45%～55%和47%～53%。不同植物群落下土壤表层及整个剖面SOCD和TND均有显著差异。研究支沟内SOCD平均为2.13kg/m2,远低于黄土高原其他地区。上述结果对于水蚀风蚀交错带土壤碳氮储量的精确评估及植被合理建造有一定指导价值。     

陕北黄土区不同地形自然恢复的植物多样性

以陕北吴旗县自然恢复15年的合沟流域为例,探究植被在自然恢复过程中的群落结构和植物多样性特征,为半干旱黄土区人工林草植被构建提供科学依据.实验采用样方法,从地貌部位、坡向及坡度3个方面对研究区植物群落结构和植物多样性进行调查分析.结果表明:1)合沟流域自然恢复15年后仍以草本群落为主,地带性植被类型是铁杆蒿+长芒草群落;2)先锋乔木和灌木已经出现在沟底和切沟、塌陷地、缓台等土壤水分条件较好的坡面微地形中;3)植物多样性在地貌部位上从大到小的顺序依次是梁峁坡、梁峁顶、沟坡和沟底,随坡向的大小顺序是阴坡＞半阳坡＞半阴坡＞阳坡,随坡度的增大呈现先减小后增大再减小的“S”形变化,在32°处取得最大值.建议在人工植被建设的过程中,沟底和水分条件好的坡面微地形可以适当配置乔木和灌木,而阳坡陡坡以保护和恢复草本植物为主.     

高速公路边坡物种多样性与土壤特性的关系分析

根据区组试验设计,在沪(上海)陕(陕西)高速公路信阳至南阳段4种路基边坡上建立了28个植物群落观测小区,通过相关指标的测定,对不同边坡土壤类型物种多样性指标进行了比较分析,同时研究了公路路基边坡土壤特性与物种多样性之间的相关性。结果表明:紫穗槐+狗牙根+高羊茅群落和胡枝子+狗牙根+高羊茅群落的物种多样性指数、丰富度指数及均匀度指数较高;物种多样性指标之间相关性显著,物种多样性指数、丰富度指数与土壤容重、孔隙度的相关性较强,均匀度指数与土壤容重、孔隙度的相关性较差;物种多样性指标与土壤硬度有一定的相关性,与土壤有机质含量相关性较小,与土壤抗冲性及最大持水率相关性较差。     

晋西黄土区植被群落特征研究

对晋西黄土区封禁12年的小流域木本植物群落基本特征研究发现，所调查的36种木本植物在6种小生境(阳坡、半阳坡、半阴坡、阴坡、梁峁顶、沟底)中所占地位各不相同，可见在同一地区不同小生境植物演替的规律是不一样的。对不同生境的Simpson指数、Shannon-Wiener指数、Pie指数及均匀度计算与分析结果表明，通过人为措施干预的植物群落的生物多样性指数、生态优势度指数、均匀度均较高，群落的稳定性较好，林分已经迭到了相对稳定的林相结构。同时，提出了不同生境的主要群落类型。     

四川道路边坡自然恢复的植被多样性研究

采用样线法对四川地区路域边坡自然恢复后的植被进行调查,研究道路边坡对植物多样性影响。调查区域内分布植物66科159属190种。其中灌木81种,草本109种;选用了丰富度Margalef指数、Shannon-Wiener多样性指数、Simpson指数、Pielou均匀度指数等α多样性指数及Codyβ多样性指数来研究边坡的坡度、坡向、海拔、恢复时间与植物群落多样性关系。结果表明：45°～60°坡度、阴坡、500～700m海拔及〉10a以上的恢复年限的边坡,群落的多样性较高,对边坡植被恢复有利;而在〉60°坡度、阳坡、〉700m的海拔高度和〈10a的恢复年限内的多样性较低;在不同坡度和海拔的环境梯度上,Codyβ指数与α多样性分析结果一致。在生态恢复中,群落多样性低的边坡,适当增加物种丰富度、密度及有利的人为干扰,有助于提高群落多样性。     

阜新露天矿排土场边坡植物多样性与生产力特征

[目的]以阜新露天矿排土场边坡为对象,分析坡向、坡位和恢复年限对植物多样性和生产力的影响,探讨二者的关系。[方法]采用植物群落多样性测度方法分析植物多样性、均匀度和丰富度,用烘干法测量植物生产力,并运用相关分析法分析植物多样性与生产力的关系。[结果]排土场阴坡坡下植物多样性和均匀度最高,而阳坡在坡上最高;随着恢复年限增加,阴坡植物多样性逐渐下降,而阳坡表现出增加趋势。排土场阴坡地上植被、枯落物和地上总生物量的最大值在坡上,而阳坡在坡中最大;阴坡的枯落物和地上总生物量显著大于阳坡(p<0.05)。排土场阴坡地上植被、枯落物和地上总生物量均与Shannon—Wiener多样性指数呈显著负相关(p<0.05),而其他多样性指标与生产力之间无显著相关关系(p>0.05)。[结论]坡位和坡向是影响阜新露天矿排土场边坡生态恢复过程中植物多样性和生产力的重要因子,应根据不同生境特性,采取不同恢复措施,才能完成生态恢复。     

黄土丘陵区不同坡向土壤球囊霉素类相关土壤蛋白的分布特征

为研究坡向对土壤球囊霉素相关蛋白(GRSP)的影响,选取了3个弃耕年限相同、立地条件相似,仅坡向不同的天然草地为试验地,坡向分别为阳坡(S15°W)、半阳坡(N75°W)、阴坡(N57°E)。首先对3个坡向的典型植物群落进行了植被调查,然后采集了优势物种的根际土与非根际土并进行测定。结果表明:不同坡向土壤GRSP含量整体表现为阳坡半阳坡阴坡,其中阴坡土壤T-GRSP含量较阳坡、半阳坡显著减少;不同物种对土壤GRSP含量无显著差异;T-GRSP呈现较强的根际效应,EE-GRSP则较弱。研究表明GRSP与坡向呈负相关,与物种和根际作用正相关,根际作用强于物种。     

天津地区湿地土壤种子库及其在受限空间中的植被演替研究

湿地土壤种子库运用对植被恢复的研究具有重要意义。从植被演替的角度出发,设置相对封闭的受限空间,持续监测土壤种子库萌发及其后续植物群落的演替情况,记录物种组成、群落多样性指数和群落覆盖度等参数的变化规律,评估了采用湿地土壤种子库进行植被恢复的效果。并对地面植被、土壤种子库及其演替植被的群落相似性指数进行了对比分析。结果发现:(1)土壤种子库恢复后期的植被与地面植被相似度较低(小于0.25);(2)植被恢复过程中,群落多样性指数呈现先降低后升高的趋势,而恢复3a后的植被群落多样性指数均接近于地面植被;(3)生长期的群落覆盖度高于90%,能够满足天津地区滨海盐碱型湿地植被恢复的要求。     

沙地土壤C∶N∶P比对早期植物群落物种多样性的影响

为揭示土壤碳∶氮∶磷(C∶N∶P)比对植物群落物种多样性的影响,以宁夏哈巴湖国家级自然保护区内沙地植物群落(沙柳群落和油蒿群落)为研究对象,调查计算了沙地植物群落的物种多样性,测定了群落中土壤C、N、P含量,分析讨论了土壤C∶N∶P比与沙地植物群落物种多样性之间的关系。结果表明,分布于流动、半固定沙地的沙柳群落其土壤C∶N∶P比对物种多样性的影响不显著,而分布于半固定、固定沙地的油蒿群落其土壤C∶N∶P比对物种多样性的影响显著。这说明沙地植物群落生物量不断增大的同时,枯枝落叶增多,土壤C、N、P显著增多,较大的土壤C∶N比与N∶P比与不断增大的物种多样性有趋同变化,因此,土壤的C∶N∶P比能够影响沙地植物群落的物种多样性。     

阴阳坡植物功能性状与环境因子的变化特征

植物性状反映了植物对生长环境的响应和适应,将环境、植物个体和生态系统结构、过程与功能联系起来,研究植物功能性状特征及其随坡向梯度的变化规律,对认识不同环境梯度下植物群落的形成及其对环境的适应机制具有重要意义.以高寒草甸植被为研究对象,测定了阴阳坡植物功能性状和土壤元素含量.结果表明:阳坡阴坡不同生境的土壤含水量、土壤全磷含量和有机质含量的变化均为阳坡＜阴坡;土壤全氮含量在阳坡阴坡的变化不明显,而土壤氮磷比和pH值的变化均为阳坡＞阴坡.阴阳坡上的植物功能性状除叶片氮含量变化不明显外,其它如叶片磷含量和比叶面积均表现出阴坡＞阳坡,而叶片氮磷比则是阴坡显著小于阳坡.植物功能性状随坡向的规律性变化,反映了高寒草甸植被群落构建过程中环境对植被的筛选效应.相关分析表明:阴阳坡土壤含水量和土壤养分是影响植物功能性状的重要因子,其中土壤含水量为主导因子.     

不同干扰方式对东北山地沼泽土壤肥力的影响

 通过样地法对小浪底水库库区山地生态系统不同群落间的Shannon-Wiener指数(H′)、Simpson指数(D1)、Margalef物种丰富度(D2)、种间相遇概率(P)和Pielou均匀度指数(Jsw)等多样性指数进行研究,利用统计方法分析不同群落的物种多样性指数与其所处环境的关系。结果表明:1)物种多样性指数和丰富度指数与群落类型有密切关系,同一类型的群落中,多样性指数随演替时间表现出复杂的关系;2)土壤含水量对H′、P、Jsw、D1等呈极显著的正相关性,土壤厚度与H′、D1、P呈显著正相关性;多样性指数与坡度无相关性;土壤有机质、速效氮、速效磷等养分指标与多样性指数H′、D1有显著的正相关;3)多样性指数H′与乔木、灌木群落生物量表现为正相关关系,草本群落与D1相关性不显著;4)乔木林群落的恢复时间与Jsw、H′呈正相关关系,其余多样性指数(P、D1、D2)与恢复时间关系不显著(P>0.05);恢复时间每增加10a,群落物种数平均增加约6种;5)物种多样性指数H′与灌木的盖度和高度呈极显著正相关性;有些单优群落随高度增加和盖度提高,多样性指数反而表现出降低;6)草本植物群落的高度和盖度与物种丰富度指数D2与呈显著的负相关关系,与H′相关性不显著。     

珠江三角洲滨海湿地土壤微生物群落多样性与养分的耦合关系

为了研究珠江三角洲滨海湿地土壤微生物群落多样性与养分的耦合关系,以2015—2018年珠江三角洲滨海红树林湿地、芦苇湿地、碱蓬湿地和互花米草湿地为对象,采用野外观测和室内分析相结合的方法研究了滨海湿地不同植物群落土壤微生物群落多样性和土壤养分含量。结果表明:土壤pH值基本表现为,互花米草湿地碱蓬滩湿地芦苇湿地红树林湿地,其中不同湿地植物群落土壤pH值差异均不显著(p0.05);土壤有机碳、全氮、全钾基本表现为互花米草湿地碱蓬滩湿地芦苇湿地红树林湿地。滨海湿地不同植物群落土壤细菌数量占绝对优势,占微生物总数的70%左右。土壤微生物总数、真菌数目和放线菌数目均表现为互花米草湿地碱蓬滩湿地芦苇湿地红树林湿地,其中不同湿地差异均显著(p0.05)。土壤微生物量碳、氮、磷基本表现为互花米草湿地碱蓬滩湿地芦苇湿地红树林湿地,其中微生物量碳、氮不同湿地差异均显著(p0.05);不同湿地微生物量磷差异均不显著(p0.05)。土壤微生物群落的物种丰富度指数(H)、均匀度指数(E)、优势度指数(Ds)和碳源利用丰富度指数(S)基本表现为互花米草湿地碱蓬滩湿地芦苇湿地红树林湿地,其中优势度指数(Ds)差异均不显著(p0.05)。相关性分析显示,土壤养分和pH值与微生物群落功能多样性密切相关,其中pH值和土壤养分是滨海湿地不同植物群落土壤微生物群落多样性差异的重要影响因素。此外,土壤养分与微生物数量及微生物量关系密切,在生态保护和评估等研究过程中应充分考虑滨海湿地下的土壤微生物和养分的变化特征及耦合关系。     

天津市临港城市湿地植物群落特征及多样性

[目的]探究城市湿地植被恢复的群落特征及物种多样性格局,为城市湿地保护和恢复策略的制订提供科学依据。[方法]采用样方法对天津临港恢复湿地的植物群落进行调查,计算群落植物种重要值,并利用组平均法聚类,分析物种多样性格局。[结果](1)乔灌草各层主要优势物种分别为国槐(Sophora japonica)、刺槐(Robinia pseudocaacia);柽柳(Tamarix chinensis)和芦苇(Phragmites australis),灌木层中的柽柳重要值最大。(2)植被划分为4组、17个群丛类型,过渡区广布种斑块频度最大(32.7%),以国槐+银杏群落(Sophora japonica+Ginkgo biloba)为主;滨水湿地斑块群落频度最小(17.3%),以柽柳—芦苇群落(Tamarix chinensis-Phragmites australis)为主。(3)Shannon-Wiener指数与Simpson指数总体变化趋势较一致,最高值均出现在金叶榆—紫穗槐(Ulmus pumila-Amorpha fruticosa)群落;Pielou均匀度指数≥0.8的样方占样方总数的53.8%;近水绿地斑块丰富度指数强度较大,物种复杂度高。(4)调查中发现有刺槐、旱柳(Salix matsudana)、火炬树(Rhust yphina)等乔木更新苗出现,出现明显的群落演替和自然更新现象。[结论]研究区植物种类丰富,近水绿地斑块物种多样性较高,但湿生植物群落总体优势不明显。     

金尾矿废弃地不同植被恢复阶段物种多样性与土壤特性的演变

为探寻矿山废弃地植被恢复过程中植被和土壤的演替规律及物种多样性与土壤因子间的关系,以福建紫金山金尾矿废弃地为研究对象,采用空间代替时间序列的方法,对不同植被恢复阶段植物群落的物种多样性和土壤理化性质进行调查研究,并与未被破坏的自然植物群落和植被恢复前的裸尾矿进行比较分析。结果表明:(1)植被恢复能有效提高群落物种多样性,且随群落演替的进行呈上升趋势,不同植被恢复阶段的群落乔木层物种多样性明显低于灌木层和草本层,物种α多样性指数呈现相似的变化趋势;(2)植被恢复能有效改善土壤理化性质,不同植被恢复阶段的土壤容重和pH值随着恢复年限的增加而降低,土壤持水量和孔隙度逐渐提升,最大持水量和总孔隙度在恢复到11a时达到最大,相对于裸尾矿分别提高了112.91%和95.31%,有机质含量显著提高,是裸尾矿的1.99~23.30倍,养分含量逐渐增大,其中全磷和速效磷含量呈现先增加后降低的变化趋势;(3)相关性分析结果表明:植被恢复过程中物种多样性与土壤理化因子间具有明显的相关性,物种多样性与土壤养分含量呈现相似的变化趋势,植被的恢复不断改善着土壤理化性质,土壤肥力不断提高,而土壤理化性质的改善又促进了植物群落的发育和恢复发展。     

宁夏香山荒漠草原区生物多样性与环境特征研究

采用大样地、典型固定样地调查方法,对宁夏香山荒漠草原区生物多样性与环境特征进行了研究。结果表明,研究区所调查151种植物分属39科、95属;植物群落分布体现了山地荒漠草原的特征,多数植物群落类型分布在山地阴坡;群落多样性动态受时间、地形影响较大,在土壤属性中受土壤含水量影响较大;灌丛植被在该山地生态系统中处于重要地位,是生态功能维持的主要因素;昆虫群落符合干旱地区草地植物群落特征,大型动物的稀有也提示对该地区进行生物多样性保护日益紧迫。